EP4196358A1 - Lenker für eine radaufhängung eines kraftfahrzeugs sowie radaufhängung für ein rad einer vorderachse eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Lenker für eine radaufhängung eines kraftfahrzeugs sowie radaufhängung für ein rad einer vorderachse eines kraftfahrzeugs

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EP4196358A1
EP4196358A1 EP21739099.6A EP21739099A EP4196358A1 EP 4196358 A1 EP4196358 A1 EP 4196358A1 EP 21739099 A EP21739099 A EP 21739099A EP 4196358 A1 EP4196358 A1 EP 4196358A1
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EP
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link
bearing
motor vehicle
wheel
vehicle body
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Original Assignee
Audi AG
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Publication date
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    • B60G2206/10—Constructional features of arms
    • B60G2206/11—Constructional features of arms the arm being a radius or track or torque or steering rod or stabiliser end link

Definitions

  • the invention relates to a control arm for a wheel suspension of a motor vehicle according to the type specified in the preamble of patent claim 1 and a wheel suspension for a wheel of a front axle of a motor vehicle according to the type specified in the preamble of patent claim 6.
  • DE 10 2013 016 766 A1 discloses a method for controlling improved deformation behavior in the front end of a motor vehicle in the course of small-overlap deformation.
  • the method provides that a wheel, which in a non-collision situation is guided by load-bearing guide means relative to the motor vehicle body, is influenced in its position in the event of a collision by interrupting a load transfer to the wheel by at least one load-bearing guide means and moving the wheel longitudinally in the vehicle - and viewed transversely deflected to the rear and outwards as a result is fed to stiff areas and in particular sills.
  • Load-transmitting guide means hereinafter abbreviated as links, are well known from the prior art. Reference is only made to JP 20071394 A as an example, which already discloses a link which has a bearing eye and which is pivotably mounted on the vehicle body via a chassis bearing pressed into the bearing eye.
  • the invention is based on the object of further developing a control arm for a wheel suspension of a motor vehicle according to the type specified in the preamble of claim 1 in such a way that in the event of a small-overlap crash, a targeted failure of the control arm is ensured, but without affecting the function of the control arm in operation and in the event of special and abuse events.
  • Subclaims 2 to 5 represent advantageous developments of the control arm according to the invention.
  • the control arm according to the invention in particular transverse control arm, comprises, in a known manner, a control arm base with a bearing point on the wheel side and a bearing point on the vehicle body.
  • the bearing point on the motor vehicle body is designed in the form of a bearing eye into which a chassis bearing can be inserted or pressed. Via the chassis bearing that can be inserted into the bearing eye, the link can be fastened or stored in a known manner on the motor vehicle body so that it can pivot about the bearing axis.
  • the bearing that can be inserted or pressed into the bearing eye is designed in particular in the form of a rubber-metal bearing, via which the handlebar - in the installed state - can be mounted on the motor vehicle body so that it can pivot about the bearing axis, which is essentially aligned in the longitudinal direction of the vehicle.
  • the bearing eye is designed as a predetermined breaking part, which breaks up in a targeted manner when a predetermined misuse load is exceeded.
  • the misuse load is selected so that it is only to be expected if a correspondingly specified maximum permissible moment load and/or a correspondingly specified maximum tensile load is exceeded, which is only to be expected in a small-overlap crash, ie a frontal collision with a small width overlap or are, a breakup of the bearing eye occurs. I.e. the operation of the driver in normal ferry operations as well as in other special and/or misuse events, such as a very brisk crossing of a high curb or similar, is ensured.
  • the design of the link according to the invention proves to be particularly advantageous, since this ensures a targeted failure of the link in a simple manner in the event of a small-overlap crash.
  • a further advantage of the configuration according to the invention namely the design of the bearing eye as a predetermined breaking part, is that this can be implemented in a structurally simple manner, as a result of which cost-effective manufacture of the link is ensured.
  • the bearing eye preferably has two predetermined breaking points which are essentially opposite one another, viewed in the radial direction r of the bearing eye.
  • a second embodiment provides that the predetermined breaking points are in the form of two locally limited material abrasions of the lateral surface of the bearing eye—viewed in the circumferential direction of the bearing eye.
  • the advantage of designing the predetermined breaking points in the form of notches or material removals is that they can be produced quickly and inexpensively using machining production processes and/or forming production processes.
  • the stop is dimensioned in terms of its extension length and positioned in relation to the bearing eye in such a way that - again viewed in the installed state of the control arm - when a specified, maximum permissible pivoting movement of the control arm about the vertical axis (z-direction) is exceeded in the bearing point on the motor vehicle body , the stop contacts a support surface provided on the motor vehicle body.
  • the effect of this configuration is that, in the event of a small-overlap crash, a leverage effect is generated because the stop is supported on the support surface provided, so that the intended, targeted breaking open of the bearing eye is advantageously supported.
  • the invention is also based on the object of further developing a wheel suspension for a wheel of a front axle of a motor vehicle according to the type specified in the preamble of claim 6 in such a way that in the event of a small-overlap crash, a simplified separation of the support arm is ensured and, as a result, a A wheel is prevented from entering the passenger compartment.
  • Subclaims 7 to 10 represent advantageous developments of the wheel suspension.
  • the wheel suspension for a wheel on a front axle of a motor vehicle, the wheel is articulated or guided via a link assembly on the motor vehicle body.
  • the wheel suspension is designed in such a way that in the event of a small-overlap crash, ie a head-on collision with an obstacle with a small width overlap, the load transfer from a link of the link assembly to the wheel on the side of the accident is interrupted and the wheel in the longitudinal and transverse direction of the vehicle (x- , and y-direction) is deflected backwards outwards.
  • the link interrupting the load transmission is designed according to one of claims 1 to 5.
  • the wheel suspension according to the invention proves to be particularly advantageous because - in contrast to the prior art according to DE 10 2013 016 766 A1 - no additional destruction device is required to interrupt the load transmission of a link, so that compared to the prior art according to DE 10 2013 016 766 A1 provides a space-saving wheel suspension which has fewer components, is structurally significantly simplified and is therefore particularly cost-effective.
  • the link is preferably designed as a wishbone.
  • the arrangement of the control arm is optional and depends on the package, i.e. the wishbone can be arranged as a supporting arm together with a trailing arm in the lower control arm level. However, it is also conceivable to arrange the transverse link with at least one further trailing link in the upper link level.
  • Another effect of the rubber-metal mount is that in the event of a small-overlap crash and the resulting deflection of the handlebars backwards in the x-direction, ie against the direction of travel, the cardanic entanglement that occurs in the rubber-metal mount a high moment M is generated in the vehicle body-side bearing point around the vertical axis, so that from the combination of moment M and the tensile force acting on the link, the intended tearing of the bearing eye or the predetermined breaking points of the bearing eye is ensured.
  • a further preferred embodiment of the wheel suspension according to the invention provides that the vehicle body-side chassis bearing of the control arm is mounted between two bearing legs of a bearing bracket, which are essentially aligned in the y direction, i.e. the vehicle transverse direction, and that on the rear bearing leg, viewed in the x direction, there is a support surface for the handlebar base-side stop is formed.
  • the support surface formed on the rear bearing leg and the stop formed on the link base are positioned relative to one another and dimensioned such that after a specified, maximum permissible pivoting movement of the link in the motor vehicle body-side bearing bracket around the vertical direction of the vehicle (z-direction) has been exceeded, the stop at the rear Contacted bearing leg trained support surface.
  • the link assembly of the wheel suspension is preferably mounted on the motor vehicle body via an auxiliary frame.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a link according to the invention
  • FIG. 2 shows the control arm from FIG. 1 in the installed state in a wheel suspension
  • FIG. FIG. 3 shows the wheel suspension from FIG. 2 in a small-overlap crash situation
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the link from FIG. 4;
  • FIG. 6 shows the control arm from FIG. 4 in the installed state in a wheel suspension
  • FIG. 7 shows the control arm from FIG. 4 in a small-overlap crash situation.
  • the link 10 comprises a link base 12 and a bearing eye, which is formed at one end of the link base 12 and is denoted overall by the reference number 14, for receiving a chassis bearing—not shown here.
  • the bearing eye 14 has two predetermined breaking points 16 - 1 , 16 - 2 arranged radially opposite one another, which in the present case are in the form of two notched points.
  • the link 10 can be pivoted between two bearing legs 22-1, 22-2 via a rubber-metal bearing 18 pressed into the bearing eye 14 about a bearing axis 20 aligned essentially in the x-direction mounted on the motor vehicle body arranged bearing bracket 22.
  • the are two notch points in the front annular face 14-1 of the bearing eye 14 viewed in the x-direction ( direction of travel).
  • the notches are dimensioned in such a way that when a predetermined misuse load is exceeded, the bearing eye 14 breaks open in a targeted manner in order to enable the link 10 to separate.
  • the misuse load is selected so that it is only to be expected if a correspondingly specified maximum permissible moment load and/or a correspondingly specified maximum tensile load is exceeded, which is only to be expected in a small-overlap crash, ie a frontal collision with a small width overlap , a breaking of the bearing eye 14 occurs. I.e. the operation of the link 10 in normal ferry operation as well as in other special and/or abuse events, such as driving over a high curb or the like very briskly, is ensured.
  • the link 10 is deflected backwards in the x-direction (opposite to the direction of travel) around the bearing point—here referred to as the U3 point. Due to the deflection of the link 10 to the rear, a cardanic entanglement occurs in the rubber-metal bearing 18, as a result of which a high restoring moment M is generated at the U3 point about the z-axis.
  • moment M and tensile force F acting on link 10 is sufficient to trigger a targeted failure of bearing eye 14, ie bearing eye 14 first breaks open at predetermined breaking points 16-1 and 16-2 designed as notches, then tears completely and releases the handlebar 10, so that the earliest possible separation of the handlebar 10 is guaranteed.
  • the embodiment of the link 10 shown in FIG. 4 essentially corresponds to the embodiment shown in FIG. 1; according to the in Fig.
  • a stop 24 is formed on the handlebar base 12 in the area of the bearing eye 14.
  • a support surface 26 is formed on the opposite bearing bracket 22-1, i.e. the rear bearing bracket 22-1 in the x-direction (direction of travel).
  • the stop 24 and the support surface 26 are positioned and dimensioned in such a way that in a small-overlap crash situation, cf. Fig. 7, after a defined, maximum permissible pivoting movement of the link 10 about the U3 point has been exceeded, the stop 24 in Plant reaches the support surface 26. This creates an additional leverage effect, which advantageously supports the targeted breaking open of the bearing eye 14 as described under FIG.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lenker (10) für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs sowie eine entsprechende Radaufhängung für ein Rad einer Vorderachse eines Kraftfahrzeugs. Der Lenker (10) umfasst eine Lenkerbasis (12) mit einer kraftfahrzeugaufbauseitigen Lagerstelle, wobei die kraftfahrzeugaufbauseitige Lagerstelle in Form eines Lagerauges (14) ausgebildet ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Lagerauge (14) als Sollbruchteil ausgebildet ist, das bei Überschreiten einer vorgegebenen Missbrauchslast aufbricht.

Description

Lenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs sowie Radaufhängung für ein Rad einer Vorderachse eines Kraftfahrzeugs
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft einen Lenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art sowie eine Radaufhängung für ein Rad einer Vorderachse eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 6 angegebenen Art.
Bei einem sogenannten Small-Overlap-Crash, d.h. einer Frontalkollision mit einer geringen Breitenüberdeckung, besteht bekanntlich die Gefahr, dass - da aufgrund der geringen seitlichen Breitenüberdeckung die steifen Längs- und/oder Querträgerstrukturen der Kraftfahrzeugkarosserie nicht zur Absorption der Aufprallenergie beitragen - das kollisionsseitige Vorderrad in die Fahrgastzelle eindringt und Fahrzeuginsassen verletzt.
Aus der DE 10 2013 016 766 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines verbesserten Deformationsverhaltens in einem Kraftfahrzeug-Vorderwagen im Zuge einer Small-Overlap-Deformation bekannt. Das Verfahren sieht vor, dass ein Rad, das in einem Nichtkollisionsfall durch lasttragende Führungsmittel relativ zu der Kraftfahrzeugkarosserie geführt wird, in einem Kollisionsfall in seiner Stellung dadurch beeinflusst wird, dass eine Lastübertragung durch mindestens ein lastübertragendes Führungsmittel auf das Rad unterbrochen und das Rad in Fahrzeuglängs- und -querrichtung betrachtet nach hinten außen ausgelenkt und infolgedessen auf steife Bereiche und insbesondere Schweller zugeführt wird. Lastübertragende Führungsmittel, nachfolgend verkürzt als Lenker bezeichnet, sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Lediglich beispielhaft wird auf die JP 20071394 A verwiesen, aus der bereits ein ein Lagerauge aufweisender Lenker, der über ein in das Lagerauge eingepresstes Fahrwerkslager schwenkbeweglich an der Fahrzeugkarosserie gelagert ist, bekannt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass im Falle eines Small-Overlap- Crashs ein gezieltes Versagen des Lenkers sichergestellt ist, ohne dabei jedoch die Funktion des Lenkers im Betrieb sowie bei Sonder- und Missbrauchsereignissen zu schwächen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
Die Unteransprüche 2 bis 5 stellen vorteilhafte Weiterbildungen des erfin- dungsmäßen Lenkers dar.
Der erfindungsgemäße Lenker, insbesondere Querlenker, umfasst in bekannter Art und Weise eine Lenkerbasis mit einer radseitigen Lagerstelle sowie einer kraftfahrzeugaufbauseitigen Lagerstelle. Die kraftfahrzeugaufbauseitige Lagerstelle ist dabei in Form eines Lagerauges ausgebildet, in das ein Fahrwerkslager einsetzbar bzw. einpressbar ist. Über das in das Lagerauge einsetzbare Fahrwerkslager ist der Lenker in bekannter Art und Weise am Kraftfahrzeugaufbau um die Lagerachse schwenkbeweglich befestig- bzw. lagerbar.
Das in das Lagerauge einsetz- bzw. einpressbare Lager ist dabei insbesondere in Form eines Gummi-Metall-Lagers ausgebildet, über das der Lenker - im verbauten Zustand - um die im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Lagerachse schwenkbeweglich am Kraftfahrzeugaufbau lagerbar ist. Lediglich der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen, dass im Folgenden für Richtungsangaben ein fahrzeugfestes Koordinatensystem verwendet wird, dessen x-Achse entlang der Fahrzeuglängsachse verläuft und in Fahrtrichtung (= Vorwärtsfahrtrichtung) zeigt, dessen y-Achse entlang der Fahrzeugquerachse verläuft und - entsprechend - nach links zeigt und dessen z-Achse entlang der Fahrzeughochachse nach oben ausgerichtet ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Lagerauge als Sollbruchteil ausgebildet ist, das bei Überschreiten einer vorgegebenen Missbrauchslast gezielt aufbricht.
Die Missbrauchslast ist dabei so gewählt, dass lediglich im Falle des Überschreitens einer entsprechend vorgegebenen maximal zulässigen Momentenbelastung und/oder Überschreiten einer entsprechend vorgegebenen maximalen Zugbelastung, welches insbesondere nur bei einem Small- Overlap-Crash, d.h. einer Frontalkollision mit geringer Breitenüberdeckung, zu erwarten ist bzw. sind, ein Aufbrechen des Lagerauges auftritt. D.h. der Betrieb des Lenkers im normalen Fährbetrieb sowie bei sonstigen Sonder- und/oder Missbrauchsereignissen, wie z.B. ein sehr forsches Überfahren einer hohen Bordsteinkante oder ähnliches, ist sichergestellt.
Die erfindungsmäße Ausgestaltung des Lenkers erweist sich als besonders vorteilhaft, da hierdurch im Falle eines Small-Overlap-Crashs ein gezieltes Lenkerversagen auf eine einfache Art und Weise gewährleistet ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsmäßen Ausgestaltung, nämlich die Ausbildung des Lagerauges als Sollbruchteil, ist, dass dies konstruktiv einfach zu realisieren ist, wodurch eine kostengünstige Herstellung des Lenkers sichergestellt ist. Um ein gezieltes Aufbrechen des Lagerauges sicherzustellen, weist das Lagerauge bevorzugt zwei - in radialer Richtung r des Lagerauges betrachtet - im Wesentlichen gegenüberliegende Sollbruchstellen auf.
Gemäß einer ersten Ausführungsform sind dabei die Sollbruchstellen in Form von zwei Kerbstellen ausgebildet, die - im verbauten Zustand des Lenkers betrachtet - in die in x-Richtung (=> Fahrzeuglängsachse) des Kraftfahrzeugs gesehen nach vorne ausgerichtete, axial endseitige ringförmige Stirnfläche des Lagerauges eingebracht sind.
Eine zweite Ausführungsform sieht vor, dass die Sollbruchstellen in Form von zwei - in Umfangsrichtung des Lagerauges betrachtet - lokal begrenzte Matenalabtragungen der Lageraugenmantelfläche ausgebildet sind.
Vorteilhaft an der Ausbildung der Sollbruchstellen in Form von Kerbstellen bzw. Matenalabtragungen ist, dass diese mittels spanenden Fertigungsverfahren und/oder umformenden Fertigungsverfahren schnell und kostengünstig herstellbar sind.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform des Lenkers zeichnet sich dadurch aus, dass die Lenkerbasis im Bereich des Lagerauges einen sich in Richtung der Lagerachse erstreckenden, knopfförmigen Anschlag aufweist, der - im verbauten Zustand des Lenkers betrachtet - sich in x- Richtung (=> Fahrzeuglängsachse) nach hinten erstreckend ausgerichtet ist. Der Anschlag ist dabei in seiner Erstreckungslänge so dimensioniert und in seiner Anordnung zum Lagerauge so positioniert, dass - wiederum im verbauten Zustands des Lenkers betrachtet - bei Überschreiten einer festgelegten, maximal zulässigen Schwenkbewegung des Lenkers um die Hochachse (z-Richtung) in der kraftfahrzeugaufbauseitigen Lagerstelle, der Anschlag eine kraftfahrzeugaufbauseitig vorgesehene Abstützfläche kontaktiert. Die maximal zulässige Schwenkbewegung des Lenkers um die Hochachse in der kraftfahrzeugaufbauseitigen Lagerstelle ist dabei so gewählt, dass diese nur bei einem Small-Overlap-Crash, d.h. einer Frontalkollision mit geringer Breitenüberdeckung, und daraus resultierenden Auslenkung des Lenkers bzw. der radseitigen Lagerstelle des Lenkers in x-Richtung (=> Fahrzeuglängsachse) nach hinten, zu erwarten ist. Der Effekt dieser Ausgestaltung ist, dass im Falle eines Small-Overlap-Crashs aufgrund des Abstützen des Anschlags an der vorgesehenen Abstützfläche ein Hebeleffekt erzeugt wird, sodass in vorteilhafter Weise das beabsichtigte, gezielte Aufbrechen des Lagerauges unterstützt wird.
Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, eine Radaufhängung für ein Rad einer Vorderachse eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 6 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass im Falle eines Small-Overlap-Crashs ein vereinfachtes Separieren des Traglenkers sichergestellt und in Folge dessen ein Eindringen eines Rades in den Fahrgastraum verhindert wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 6 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
Die Unteransprüche 7 bis 10 stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Radaufhängung dar.
In bekannter Art und Weise ist bei der Radaufhängung für ein Rad einer Vorderachse eines Kraftfahrzeugs das Rad über einen Lenkerverband am Kraftfahrzeugaufbau angelenkt bzw. geführt. Zudem ist die Radaufhängung so ausgebildet, dass im Falle eines Small-Overlap-Crashs, d.h. einer Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung, die Lastübertragung eines Lenkers des Lenkerverbandes auf das unfallseitige Rad unterbrochen und das Rad in Fahrzeuglängs- und -querrichtung (x-, und y-Richtung) betrachtet nach hinten außen ausgelenkt wird. Erfindungsgemäß ist der die Lastübertragung unterbrechende Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Radaufhängung erweist sich als besonders vorteilhaft, da - im Gegensatz zum Stand der Technik gemäß der DE 10 2013 016 766 A1 - für die Unterbrechung der Lastübertragung eines Lenkers keine zusätzliche Zerstörungseinrichtung erforderlich ist, so dass im Vergleich zum Stand der Technik gemäß der DE 10 2013 016 766 A1 eine bauraumsparende, weniger Bauteile aufweisende, konstruktiv wesentlich vereinfachte und damit insbesondere kostengünstige Radaufhängung zur Verfügung gestellt ist.
Der Lenker ist dabei bevorzugt als Querlenker ausgebildet. Die Anordnung des Lenkers ist beliebig und packageabhängig, d.h. der Querlenker kann als Traglenker zusammen mit einem Längslenker in der unteren Lenkerebene angeordnet sein. Denkbar ist aber auch die Anordnung des Querlenkers mit zumindest einem weiteren Längslenker in der oberen Lenkerebene.
Um eine konstruktive einfache und kostengünstige Ausgestaltung der kraftfahrzeugaufbauseitigen Lagerung des Lenkers zu gewährleisten, ist der Lenker vorzugsweise über ein in das Lagerauge eingepresstes Gummi- Metall-Lager um die im Wesentlichen in x-Richtung (=> Fahrzeuglängsachse) ausgerichtete Lagerachse schwenkbeweglich gelagert. Ein weiterer Effekt des Gummi-Metall-Lagers ist, dass nun im Falle eines Small-Overlap-Crashs und die daraus resultierende Auslenkung des Lenkers in x-Richtung nach hinten, d.h. entgegen der Fahrtrichtung, die auftretende kardanische Verschränkung im Gummi-Metall-Lager ein hohes Moment M in der kraftfahrzeugaufbauseitigen Lagerstelle um die Hochachse erzeugt, sodass aus der Kombination aus Moment M und der auf den Lenker einwirkenden Zugkraft, das beabsichtigte Aufreißen des Lagerauges bzw. der Sollbruchstellen des Lagerauges sichergestellt ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsmäßen Radaufhängung sieht vor, dass das kraftfahrzeugaufbauseitige Fahrwerkslager des Lenkers zwischen zwei im Wesentlichen in y-Richtung, d.h. Fahrzeugquerrichtung, ausgerichteten Lagerschenkeln einer Lagerkonsole gelagert ist, und dass an dem in x-Richtung betrachtet hinteren Lagerschenkel eine Abstützfläche für den lenkerbasisseitigen Anschlag ausgebildet ist. Die am hinteren Lagerschenkel ausgebildete Abstützfläche und der an der Lenkerbasis ausgebildete Anschlag sind dabei so zueinander positioniert und so dimensioniert, dass nach Überschreiten einer festgelegten, maximal zulässigen Schwenkbewegung des Lenkers in der kraftfahrzeugaufbauseitigen Lagerkonsole um die Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) der Anschlag die am hinteren Lagerschenkel ausgebildete Abstützfläche kontaktiert. Durch die Kontaktierung des Anschlags mit der Abstützfläche wird in vorteilhafter Weise ein Hebeleffekt erzeugt, mit der Folge, dass das beabsichtigte, gezielte Aufbrechen des Lagerauges unterstützt wird.
Vorzugsweise ist dabei der Lenkerverband der Radaufhängung über einen Hilfsrahmen am Kraftfahrzeugaufbau gelagert.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.
In der Zeichnung bedeutet:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lenkers;
Fig. 2 der Lenker aus Fig. 1 im verbauten Zustand in einer Radaufhängung; Fig. 3 die Radaufhängung aus Fig. 2 in einer Small-Overlap-Crashsituation;
Fig. 4 der erfindungsgemäße Lenker in einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 5 eine weitere Ausgestaltung des Lenkers aus Fig. 4;
Fig. 6 der Lenker aus Fig. 4 im verbauten Zustand in einer Radaufhängung, und
Fig. 7 der Lenker auf Fig. 4 in einer Small-Overlap-Crashsituation.
In der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren werden zur Vermeidung von Wiederholungen gleiche Bauteile und Komponenten mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, sofern keine weitere Differenzierung erforderlich oder sinnvoll ist.
Fig. 1 zeigt einen insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichneten Lenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs. Der Lenker 10 umfasst eine Lenkerbasis 12 sowie ein an einem Ende der Lenkerbasis 12 ausgebildetes, insgesamt mit der Bezugsziffer 14 bezeichnetes Lagerauge zur Aufnahme eines - hier nicht dargestellten - Fahrwerkslagers. Wie Fig. 1 weiter zeigt, weist das Lagerauge 14 zwei radial gegenüberliegend angeordnete Sollbruchstellen 16-1 , 16-2 auf, die vorliegend in Form von zwei Kerbstellen ausgebildet sind.
Im verbauten Zustand, vgl. Fig. 2, ist der Lenker 10 über ein in das Lagerauge 14 eingepresstes Gummi-Metall-Lager 18 um eine im Wesentlichen in x- Richtung ausgerichtete Lagerachse 20 schwenkbeweglich zwischen zwei Lagerschenkeln 22-1 , 22-2 einer am Kraftfahrzeugaufbau angeordneten Lagerkonsole 22 gelagert. Wie Fig. 2 weiter zu entnehmen ist, sind dabei die beiden Kerbstellen in die in x-Richtung betrachtet (=Fahrtrichtung) vordere ringförmige Stirnfläche 14-1 des Lagerauges 14 eingebracht. Die Kerbstellen sind dabei so dimensioniert, dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Missbrauchslast das Lagerauge 14 gezielt aufbricht, um ein Separieren des Lenkers 10 zu ermöglichen.
Die Missbrauchslast ist dabei so gewählt, dass lediglich im Falle des Überschreitens einer entsprechend vorgegebenen maximal zulässigen Momentenbelastung und/oder Überschreiten einer entsprechend vorgegebenen maximalen Zugbelastung, welches insbesondere nur bei einem Small- Overlap-Crash, d.h. einer Frontalkollision mit geringer Breitenüberdeckung, zu erwarten ist, ein Aufbrechen des Lagerauges 14 auftritt. D.h. der Betrieb des Lenkers 10 im normalen Fährbetrieb sowie bei sonstigen Sonder- und/oder Missbrauchsereignissen, wie z.B. ein sehr forsches Überfahren einer hohen Bordsteinkante oder ähnliches, ist sichergestellt.
In einer Small-Overlap-Crashsituation, wie in Fig. 3 dargestellt, wird der Lenker 10 in x-Richtung nach hinten (entgegen der Fahrtrichtung) um den - hier als U3-Punkt - bezeichneten Lagerpunkt ausgelenkt. Durch die Auslenkung des Lenkers 10 nach hinten, entsteht eine kardanische Verschränkung im Gummi-Metall-Lager 18, wodurch ein hohes Rückstellmoment M im U3- Punkt um die z-Achse erzeugt wird. Die Kombination aus Moment M und der auf den Lenker 10 wirkenden Zugkraft F ist ausreichend, um ein gezieltes Versagen des Lagerauges 14 auszulösen, d.h. das Lagerauge 14 bricht zuerst an den als Kerbstellen ausgebildeten Sollbruchstellen 16-1 und 16-2 auf, reißt im Anschluss komplett auf und gibt den Lenker 10 frei, sodass ein frühestmögliches Separieren des Lenkers 10 gewährleistet ist.
Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform des Lenkers 10 entspricht im Wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform; gemäß der in Fig.
4 dargestellten Ausführungsform sind lediglich die beiden radial gegenüber- liegenden Sollbruchstellen als - in Umfangsrichtung des Lagerauges 14 betrachtet - lokal begrenzte Matenalabtragungen in der äußeren Mantelfläche 14-2 des Lagerauges 14 ausgebildet. Das Verhalten in einer Small- Overlap-Crashsituation entspricht dem zu Fig. 3 Dargelegten.
Gemäß der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist an der Lenkerbasis 12 im Bereich des Lagerauges 14 ein Anschlag 24 angeformt. Wie Fig. 6 zu entnehmen ist, ist der Anschlag 24 so an der Lenkerbasis 12 angeordnet, dass im verbauten Zustand des Lenkers 10 der Anschlag 24 sich in x- Richtung (= Fahrtrichtung) nach hinten erstreckend ausgerichtet ist. Zudem ist - wie Fig. 6 weiter zu entnehmen ist - an der gegenüberliegenden Lagerkonsole 22-1 , d.h. der in x-Richtung (Fahrtrichtung) hinteren Lagerkonsole 22-1 , eine Abstützfläche 26 ausgebildet.
Der Anschlag 24 und die Abstützfläche 26 sind dabei so positioniert und dimensioniert, dass in einer Small-Overlap-Crashsituation, vgl. Fig. 7, nach Überschreiten einer festgelegten, maximal zulässigen Schwenkbewegung des Lenkers 10 um den U3-Punkt, der Anschlag 24 in Anlage an die Abstützfläche 26 gelangt. Hierdurch wird ein zusätzlicher Hebeleffekt erzeugt, der in vorteilhafter Weise das unter Fig. 3 beschriebene, gezielte Aufbrechen des Lagerauges 14 unterstützt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Lenker (10) für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Lenkerbasis (12) mit einer kraftfahrzeugaufbauseitigen Lagerstelle, wobei die kraftfahrzeugaufbauseitige Lagerstelle in Form eines Lagerauges (14) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerauge (14) als Sollbruchteil ausgebildet ist, das bei Überschreiten einer vorgegebenen Missbrauchslast aufbricht.
2. Lenker (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerauge (14) zwei radial gegenüberliegend angeordnete Sollbruchstellen (16-1 , 16-2) aufweisend ausgebildet ist.
3. Lenker (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (16-1 , 16-2) in Form von zwei Kerbstellen ausgebildet sind, die in eine der beiden ringförmigen Stirnflächen des Lagerauges (14) eingebracht sind, wobei die Kerbstellen in die - im verbauten Zustand des Lenkers betrachtet - in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) nach vorne ausgerichtete Stirnfläche (14-1 ) eingebracht sind.
4. Lenker (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (16-1 , 16-2) in Form von zwei - in Umfangsrichtung des Lagerauges (14) betrachtet - lokal begrenzten Materialabtragungen der Lageraugenmantelfläche (14-2) ausgebildet sind. Lenker (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkerbasis (12) im Bereich des Lagerauges (14) einen sich in Richtung der Lagerachse (20) erstreckenden Anschlag (24) aufweist, der - im verbauten Zustand des Lenkers (10) betrachtet - sich in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) nach hinten erstreckend ausgerichtet ist, wobei der Anschlag (24) so dimensioniert und positioniert ist, dass - im verbauten Zustand des Lenkers (10) betrachtet - bei Überschreiten einer festgelegten, maximal zulässigen Schwenkbewegung des Lenkers (10) in der kraftfahrzeugaufbauseitigen Lagerstelle (22) um die Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) der Anschlag (24) eine kraftfahrzeugaufbauseitig vorgesehene Abstützfläche (26) kontaktiert. Radaufhängung für ein Rad einer Vorderachse eines Kraftfahrzeugs, bei der das Rad über einen Lenkerverband am Kraftfahrzeugaufbau angelenkt und geführt ist und die so ausgebildet ist, dass im Falle einer Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung eine Lastübertragung eines Lenkers (10) des Lenkerverbandes auf das Rad unterbrochen und das Rad in Fahrzeuglängs- und quer- richtung (x-, y-Richtung) betrachtet nach hinten außen ausgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenker (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet ist. Radaufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenker (10) als ein Querlenker ausgebildet und zusammen mit einem Längslenker in einer unteren oder oberen Lenkerebene angeordnet ist. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass kraftfahrzeugaufbauseitig der Lenker (10) über ein Gummi-Metall- Lager (18) um die in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) ausgerichtete Lagerachse (20) schwenkbeweglich gelagert ist. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das kraftfahrzeugaufbauseitige Fahrwerkslager (18) des Lenkers (10) zwischen zwei in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) ausgerichteten Lagerschenkeln (22-1 , 22-2) einer Lagerkonsole (22) gelagert ist, wobei der in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) betrachtete hintere Lagerschenkel (22-1 ) eine Abstützfläche (26) für den an der Lenkerbasis (12) ausgebildeten Anschlag (24) aufweist, wobei der Anschlag (24) und die Abstützfläche (26) so positioniert und dimensioniert sind, dass nach Überschreiten einer festgelegten, maximal zulässigen Schwenkbewegung des Lenkers (10) in der kraftfahrzeugaufbauseitigen Lagerkonsole (22) um die Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) der Anschlag (24) die am hinteren Lagerschenkel (22-1 ) ausgebildete Abstützfläche (26) kontaktiert. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkerverband über einen Hilfsrahmen am Kraftfahrzeugaufbau gelagert ist.
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